KR101738983B1 - Piezoelectric ceramic sintered body, method for manufacturing piezoelectric ceramic sintered body and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압전 세라믹 소결체, 압전 세라믹 소결체의 제조 방법 및 전자기기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압전 스피커 등의 전자기기에 사용되는 압전 세라믹 소결체, 압전 세라믹 소결체의 제조 방법 및 이를 이용한 전자기기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
압전 세라믹은 그에 가해지는 전기적 에너지와 기계적 에너지를 상호 변환할 수 있는 특성을 가진 물질로서, 초음파 기기, 영상기기, 음향기기, 센서, 통신기기 등에 광번위하게 적용되고 있다. 특히, 각 분야의 필수 부품인 압전 변압기, 초음파 진동자, 전기기계 초음파 트랜스튜서(transducer), 초음파 모터, 엑츄에이터(Actuator), 초음파 발생기, 햅틱 소자, 진동 센서, 에너지 하베스터 등의 재료로 널리 이용되고 있다.Piezoelectric ceramics have the property of converting electric energy and mechanical energy applied to them, and they are widely applied to ultrasonic devices, image devices, acoustical devices, sensors, and communication devices. In particular, it is widely used as a material for various fields such as a piezoelectric transformer, an ultrasonic vibrator, an electromechanical ultrasonic transducer, an ultrasonic motor, an actuator, an ultrasonic generator, a haptic device, a vibration sensor and an energy harvester .
최근에는 압전 세라믹을 이용하여 음향을 출력하는 압전 스피커에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 압전 스피커는 교류 전기 신호를 진동으로 변환하는 압전 세라믹을 이용하여 음향을 출력하며, 기존의 자기 코일을 이용한 다이나믹 스피커에 비해 효율이 좋고 소형화가 가능하며 설치 장소의 선택성이 넓다는 장점이 있다.In recent years, studies have been actively conducted on piezoelectric loudspeakers that output sound by using piezoelectric ceramics. The piezoelectric speaker outputs sound by using a piezoelectric ceramics that converts an alternating electric signal into vibration. The speaker has advantages in efficiency, miniaturization and wide selection of installation place compared to a dynamic speaker using a conventional magnetic coil.
압전 스피커에 이용되는 압전 세라믹은 같은 전기 신호에 대해 최대의 음압을 나타낼 수 있도록 하는 압전 상수가 요구된다. 이 중 PZT계 압전 세라믹은 높은 유전 상수와 우수한 압전 특성으로 전자 세라믹 분야에서 가장 널리 사용되고 있지만, 1200℃ 이상의 높은 소결 온도 때문에 1000 ℃ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경 오염 및 기본 조성의 변화에 따른 압전 특성의 저하가 문제되고 있다.Piezoelectric ceramics used in piezoelectric loudspeakers are required to have a piezoelectric constant that allows them to exhibit the maximum sound pressure for the same electrical signal. Among them, PZT piezoelectric ceramics are most widely used in electronic ceramics due to their high dielectric constant and excellent piezoelectric properties. However, due to high sintering temperature of 1200 ° C or more, due to environmental pollution and basic composition change due to PbO, The lowering of the piezoelectric properties is a problem.
또한, 내부 전극이 도포된 상태에서 동시 소결을 필요로 하는 적층 압전 세라믹의 제작 시, 융점이 낮은 Ag 전극 대신 1000℃ 이상에서의 소결 온도에서도 압전 특성을 유지할 수 있는 값비싼 Pd 또는 Pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극을 사용할 경우, 경제성이 떨어진다는 문제점이 존재한다. Further, in the production of a laminated piezoelectric ceramic requiring simultaneous sintering in a state in which internal electrodes are coated, a large amount of expensive Pd or Pt, which can maintain piezoelectric characteristics even at a sintering temperature of 1000 캜 or higher, There is a problem that economical efficiency is deteriorated when Ag / Pd and Ag / Pt electrodes are used.
따라서, 종래 사용되는 소결 온도보다 상대적으로 저온, 예를 들어 1000℃ 이하에서 소결될 수 있는 압전 세라믹을 도입함으로써 전극에 사용되는 고가의 Pd 또는 Pt 함량을 저감시킬 수 있으며, 이와 동시에 우수한 압전 특성을 유지할 수 있는 압전 세라믹의 개발에 대한 요구가 지속적으로 이어져 오고 있다.Therefore, by introducing a piezoelectric ceramics which can be sintered at a relatively low temperature, for example, 1000 DEG C or lower than the conventionally used sintering temperature, the amount of expensive Pd or Pt used in the electrode can be reduced, and at the same time, There is a continuing need for the development of sustainable piezoelectric ceramics.
본 발명은 압전 스피커 등의 전자기기에 사용될 수 있는 압전 세라믹 소결체, 압전 세라믹 소결체의 제조 방법 및 이를 이용한 전자기기를 제공한다.The present invention provides a piezoelectric ceramics sintered body, a method of manufacturing a piezoelectric ceramics sintered body, and an electronic apparatus using the same, which can be used in electronic equipment such as a piezoelectric speaker.
또한, 본 발명은 높은 압전 변위를 가지는 압전 세라믹 소결체, 압전 세라믹 소결체의 제조 방법 및 전자기기를 제공한다.The present invention also provides a piezoelectric ceramic sintered body having a high piezoelectric displacement, a method of manufacturing the piezoelectric ceramic sintered body, and an electronic apparatus.
본 발명의 실시 예에 따른 압전 세라믹 소결체는 압전 세라믹 조성물을 소결하여 형성되는 압전 세라믹 소결체로서, 상기 압전 세라믹 조성물은, 페로브스카이트(perovskite) 결정 구조를 가지는 압전 물질로 형성되는 배향 원료 조성물; 및 상기 배향 원료 조성물 내에 분포하며, ABO3(A는 2가의 금속 원소, B는 4가의 금속 원소)의 일반식을 가지는 산화물로 형성되는 시드 조성물;을 포함한다.A piezoelectric ceramics sintered body according to an embodiment of the present invention is a piezoelectric ceramics sintered body formed by sintering a piezoelectric ceramic composition, wherein the piezoelectric ceramic composition is formed of a piezoelectric material having a perovskite crystal structure; And a seed composition distributed in the oriented raw material composition and formed of an oxide having a general formula of ABO 3 (A is a divalent metal element and B is a tetravalent metal element).
상기 배향 원료 조성물은, Pb, Zr 및 Ti를 포함하는 PZT계 물질과, Pb, Zn, Ni 및 Nb를 포함하는 PZNN계 물질이 고용체를 형성할 수 있다.The orientation material composition may form a solid solution of a PZT material including Pb, Zr and Ti and a PZNN material including Pb, Zn, Ni and Nb.
상기 배향 원료 조성물은, (1-x)Pb(Zr0.47Ti0.53)O3-xPb((Ni1- yZny)1/3Nb2/3)O3(0.1<x<0.5, 0.1<y≤0.9)의 조성식을 가질 수 있다.Wherein the orientation material composition is at least one selected from the group consisting of (1-x) Pb (Zr 0.47 Ti 0.53 ) O 3 -xPb ((Ni 1- y Zn y ) 1/3 Nb 2/3 ) O 3 y? 0.9).
상기 x는 0.30 내지 0.32이며, 상기 y는 0.39 내지 0.41의 값을 가질 수 있다.X may range from 0.30 to 0.32, and y may range from 0.39 to 0.41.
상기 시드 조성물은, CaTiO3, BaTiO3, SrTiO3, PbTiO3 및 Pb(Ti,Zr)O3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The seed composition, may include CaTiO 3, BaTiO 3, SrTiO 3 ,
상기 시드 조성물은, 상기 배향 원료 조성물에 대하여 1 vol% 내지 10 vol%의 부피비로 포함될 수 있다.The seed composition may be contained in a volume ratio of 1 vol% to 10 vol% with respect to the orientation material composition.
상기 압전 세라믹 소결체는, 로트게링 배향도(Lotgering factor)가 85% 이상의 값을 가질 수 있다.The piezoelectric ceramics sintered body may have a Lotgering factor of 85% or more.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 압전 세라믹 소결체의 제조 방법은 페로브스카이트(perovskite) 결정 구조를 가지는 압전 물질로 형성되는 배향 원료 조성물 및 ABO3(A는 2가의 금속 원소, B는 4가의 금속 원소)의 일반식을 가지는 산화물로 형성되는 시드 조성물을 포함하는 혼합물을 제조하는 과정; 상기 혼합물을 성형하여 성형물을 제조하는 과정; 상기 성형물을 제1 온도에서 가소하는 과정; 및 상기 성형물을 제2 온도에서 소결하는 과정;을 포함한다.The method of manufacturing a piezoelectric ceramics sintered body according to an embodiment of the present invention includes forming an orientation material composition formed of a piezoelectric material having a perovskite crystal structure and ABO 3 (A is a bivalent metal element, B is a tetravalent element A metal element); a step of preparing a mixture comprising the seed composition; Forming a mixture by molding the mixture; A step of preheating the molding at a first temperature; And sintering the molding at a second temperature.
상기 배향 원료 조성물은, (1-x)Pb(Zr0.47Ti0.53)O3-xPb((Ni1-yZny)1/3Nb2/3)O3 (0.1<x<0.5, 0.1<y≤0.9)의 조성식을 가지고, 상기 시드 조성물은, CaTiO3, BaTiO3, SrTiO3, PbTiO3 및 Pb(Ti,Zr)O3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Wherein the orientation material composition comprises at least one selected from the group consisting of (1-x) Pb (Zr 0.47 Ti 0.53 ) O 3 -xPb ((Ni 1-y Zn y ) 1/3 Nb 2/3 ) O 3 has a composition formula of y≤0.9), the seed composition, may include CaTiO 3, BaTiO 3, SrTiO 3 ,
상기 시드 조성물은, 상기 배향 원료 조성물에 대하여 1 vol% 내지 10 vol%의 부피비로 포함될 수 있다.The seed composition may be contained in a volume ratio of 1 vol% to 10 vol% with respect to the orientation material composition.
상기 혼합물을 제조하는 과정은, 상기 배향 원료 조성물에 분산제, 결합제 및 가소제를 습식 혼합하여 제1 슬러리를 제조하는 과정; 및 상기 제1 슬러리에 상기 시드 조성물과 분산제가 습식 혼합된 시드 용액을 혼합하여 제2 슬러리를 제조하는 과정;을 포함할 수 있다.The process for preparing the mixture may include the steps of: preparing a first slurry by wet mixing a dispersant, a binder, and a plasticizer in the orientation material composition; And mixing the seed composition and the dispersant in a wet slurry to form a second slurry in the first slurry.
상기 제1 슬러리를 제조하는 과정은, 볼을 포함하는 밀링 공정에 의하여 수행되며, 상기 제2 슬러리를 제조하는 과정은, 볼을 포함하지 않는 밀링 공정에 의하여 수행될 수 있다.The process for producing the first slurry is performed by a milling process including a ball, and the process for manufacturing the second slurry may be performed by a milling process that does not include a ball.
상기 성형물을 제조하는 과정은, 테이프 캐스팅(Tape Casting)을 포함하는 후막 제작 공정에 의하여 수행될 수 있다.The process of manufacturing the molded product may be performed by a thick film manufacturing process including tape casting.
상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 높을 수 있다.The second temperature may be higher than the first temperature.
상기 제1 온도는 300 내지 800℃의 범위를 가지며, 상기 제2 온도는 820 내지 950℃의 범위를 가질 수 있다.The first temperature may range from 300 to 800 ° C, and the second temperature may range from 820 to 950 ° C.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전자기기는, 압전 소자를 이용한 전자기기로서, 상기 압전 소자는 전술한 어느 하나의 압전 세라믹 소결체로 형성되는 적어도 하나의 압전층을 포함한다.An electronic apparatus according to an embodiment of the present invention is an electronic apparatus using a piezoelectric element, wherein the piezoelectric element includes at least one piezoelectric layer formed of any one of the piezoelectric ceramics sintered bodies described above.
상기 전자기기는, 압전 스피커, 압전 리시버, 액추에이터, 햅틱 소자 및 초음파 센서 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The electronic device may include any one of a piezoelectric speaker, a piezoelectric receiver, an actuator, a haptic device, and an ultrasonic sensor.
상기 압전 소자는, 상기 압전층의 상부 및 하부에 형성되는 전극층을 더 포함할 수 있다.The piezoelectric element may further include an electrode layer formed on upper and lower portions of the piezoelectric layer.
본 발명의 실시 예에 따른 압전 세라믹 소결체, 압전 세라믹 소결체의 제조 방법 및 전자기기에 의하면, 배향 원료 조성물에 결정 배향성을 향상시키는 시드 조성물을 첨가하고 이를 소결하여 압전 세라믹 소결체를 제조함으로써, 전기장에 따른 변위량을 극대화하고, 압전 특성을 현저하게 향상시킬 수 있다.According to the piezoelectric ceramics sintered body, the method for manufacturing the piezoelectric ceramics sintered body, and the electronic apparatus according to the embodiment of the present invention, a seed composition for improving crystal orientation is added to the oriented material composition and the piezoelectric ceramics sintered body is manufactured by sintering the seed composition. The amount of displacement can be maximized, and the piezoelectric characteristics can be remarkably improved.
또한, 1000℃ 이하의 저온 소결에도 불구하고, 종래의 압전 세라믹 소결체보다 우수한 압전 특성을 가지는 압전 재료를 제공함으로써, Pd 또는 Pt보다 상대적으로 저가인 저온 전극 재료를 다량으로 사용할 수 있게 되어 제조 단가의 절감이 가능하며, 작업 및 동작 온도의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, by providing a piezoelectric material having piezoelectric characteristics superior to conventional piezoelectric ceramics sintered bodies even at a low temperature sintering of 1000 DEG C or less, it is possible to use a low-cost electrode material which is relatively inexpensive relative to Pd or Pt, And reliability of operation and operation temperature can be improved.
이와 같이, 압전 특성이 향상된 압전 세라믹 소결체를 이용하여 압전 액츄에이터를 제작함으로써, 높은 음압 특성을 갖는 압전 스피커를 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 향상된 압전 특성을 갖는 압전 변압기, 초음파 진동자, 전기기계 초음파 트랜스튜서(transducer), 초음파 모터, 엑츄에이터(Actuator), 초음파 발생기, 햅틱 소자, 카메라 모듈에 이용될 수 있다.As described above, by manufacturing the piezoelectric actuator using the piezoelectric ceramics sintered body having improved piezoelectric characteristics, it is possible to manufacture a piezoelectric speaker having high sound pressure characteristics, and also to provide a piezoelectric transformer, an ultrasonic vibrator, and an electromechanical ultrasonic transducer transducers, ultrasonic motors, actuators, ultrasonic generators, haptic devices, and camera modules.
도 1는 로트게링 배향도 별 전기장에 따른 변형률을 나타내는 그래프.
도 2은 로트게링 배향도에 따른 압전 상수(d33)를 나타내는 그래프.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 압전 세라믹 소결체의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 압전 세라믹 소결체의 X선 회절 패턴을 나타내는 그래프.
도 5는 압전 세라믹 소결체의 스캔 전자 현미경 이미지를 나타내는 사진.
도 6은 압전 세라믹 소결체의 전기장에 따른 변형률을 나타내는 그래프.
도 7은 압전 스피커의 주파수에 따른 음압 레벨을 나타내는 그래프.FIG. 1 is a graph showing the strains according to the electric field according to the degree of orientation of Lot gelling. FIG.
2 is a graph showing a piezoelectric constant (d 33 ) according to the Lot Gelling orientation.
BACKGROUND OF THE
4 is a graph showing an X-ray diffraction pattern of a piezoelectric ceramics sintered body.
5 is a photograph showing a scanning electron microscope image of a piezoelectric ceramic sintered body.
6 is a graph showing the strain of the piezoelectric ceramics sintered body according to the electric field.
7 is a graph showing the sound pressure level according to the frequency of the piezoelectric speaker.
본 발명에 따른 압전 세라믹 소결체, 압전 세라믹 소결체의 제조 방법 및 전자기기는 전기장에 따른 변위량을 극대화하고, 압전 특성을 현저하게 향상시킴과 동시에 저온에서 소결이 가능하여 제조 단가를 현저하게 절감시킬 수 있는 기술적 특징을 제시한다.The piezoelectric ceramics sintered body, the method of manufacturing the piezoelectric ceramics sintered body, and the electronic apparatus according to the present invention maximize the displacement amount according to the electric field, remarkably improve the piezoelectric characteristics, and can be sintered at a low temperature, Provide technical features.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.
본 발명의 실시 예에 따른 압전 세라믹 소결체는 압전 세라믹 조성물을 소결하여 형성되는 압전 세라믹 소결체로서, 상기 압전 세라믹 조성물은, 페로브스카이트(perovskite) 결정 구조를 가지는 압전 물질로 형성되는 배향 원료 조성물; 및 상기 배향 원료 조성물 내에 분포하며, ABO3(A는 2가의 금속 원소, B는 4가의 금속 원소)의 일반식을 가지는 산화물로 형성되는 시드 조성물;을 포함한다.A piezoelectric ceramics sintered body according to an embodiment of the present invention is a piezoelectric ceramics sintered body formed by sintering a piezoelectric ceramic composition, wherein the piezoelectric ceramic composition is formed of a piezoelectric material having a perovskite crystal structure; And a seed composition distributed in the oriented raw material composition and formed of an oxide having a general formula of ABO 3 (A is a divalent metal element and B is a tetravalent metal element).
배향 원료 조성물은 페로브스카이트 결정 구조를 가지는 압전 물질로 형성되고, 이 경우 서로 다른 결정 구조를 가지는 물질이 고용체를 형성하는 조성물을 사용할 수 있다. 이와 같은 조성물로는 정방정계 구조를 가지는 PbTiO3[PT]와 능면체 구조를 가지는 PbZrO3[PZ]가 고용체를 형성하는 PZT계 물질을 사용할 수 있다.The orientation material composition is formed of a piezoelectric material having a perovskite crystal structure, and in this case, a composition in which a substance having a different crystal structure forms a solid solution may be used. As such a composition, a PZT-based material in which PbTiO 3 [PT] having a tetragonal structure and PbZrO 3 [PZ] having a rhombohedral structure form a solid solution can be used.
또한, 배향 원료 조성물은 상기와 같은 PZT계 물질에 릴랙서(relaxor)로서 Pb(Ni,Nb)O3[PNN], Pb(Zn,Nb)O3[PZN] 및 Pb(Mn,Nb)O3[PMN] 중 적어도 하나를 고용한 조성물을 사용하여 PZT계 물질의 특성을 향상시킬 수 있으며, 바람직하게는 PZT계 물질에 PZN계 물질과 PNN계 물질을 이용하여 높은 압전 특성과 낮은 유전율 및 소결 용이성을 갖는 PZNN계 물질을 릴랙서로서 고용하여 배향 원료 조성물을 형성할 수 있다.Pb (Ni, Nb) O 3 [PZN] and Pb (Mn, Nb) O 3 [PNN] as a relaxor are added to the PZT- 3 [PMN] may be used to improve the characteristics of the PZT-based material. Preferably, the PZT-based material and the PNN-based material are used for the high piezoelectric properties, the low dielectric constant, and the sintering A PZNN-based material having ease can be easily and reliably used to form an orientation material composition.
PZT계 물질에 PZNN계 물질을 릴랙서로서 고용한 배향 원료 조성물은 (1-x)Pb(Zr0.47Ti0.53)O3-xPb((Ni1-yZny)1/3Nb2/3)O3의 조성식을 가질 수 있다. 여기서, x는 0.1<x<0.5 범위 내의 값을 가질 수 있으며, 바람직하게는 0.30≤x≤0.32 범위 내의 값을 가질 수 있으며, 가장 바람직하게는 0.31의 값을 가질 수 있다. 또한, y는 0.1<y≤0.9 범위 내의 값을 가질 수 있으며, 바람직하게는 0.39≤y≤0.41 범위 내의 값을 가질 수 있으며, 가장 바람직하게는 0.40의 값을 가질 수 있다.(1-x) Pb (Zr 0.47 Ti 0.53 ) O 3 -xPb ((Ni 1-y Zn y ) 1/3 Nb 2/3 ) in which the PZNN- O < 3 >. Here, x may have a value in the range of 0.1 < x < 0.5, preferably 0.30 x 0.32, and most preferably 0.31. Also, y may have a value in the range of 0.1 < y? 0.9, preferably 0.39? Y? 0.41, and most preferably 0.40.
압전 세라믹 소결체의 경우 상 공존 경계(Morphotropic Phase Boundary: MPB) 영역에서 압전 특성의 급격한 향상이 나타나므로 압전 특성 향상을 위하여 MPB 부근의 조성을 찾아야 한다. 시드 조성물을 첨가하여 소결되는 배향 원료 조성물의 조성은 시드 조성물이 첨가되지 않았을 때와 다른 상을 가지게 되고, 시드 조성물의 첨가량에 따라 새로운 MPB 조성을 형성함으로써 우수한 압전 특성을 유도할 수 있다. 이러한 MPB 조성은 배향 원료 조성물의 x 값과 y 값을 변화시켜 조절 가능하며, 상기와 같이 x가 0.31의 값을 가지고, y가 0.40의 값을 가지는 경우 가장 높은 압전 특성 및 유전 특성을 가지므로 가장 바람직하게 된다.In the case of piezoelectric ceramic sintered body, the piezoelectric characteristics are drastically improved in the morphotropic phase boundary (MPB) region. Therefore, the composition near the MPB should be found for improving the piezoelectric characteristics. The composition of the oriented raw material composition to which the seed composition is added is different from that of the seed composition when no seed composition is added, and a new MPB composition is formed according to the amount of the seed composition added. The MPB composition can be adjusted by varying the x value and the y value of the oriented material composition. As described above, when x has a value of 0.31 and y has a value of 0.40, the MPB composition has the highest piezoelectric property and dielectric property, .
또한, 배향 원료 조성물은 납(Pb)을 포함하지 않는 무연계 압전 물질을 사용할 수도 있다. 이와 같은 무연계 압전 물질로는 Bi0 .5K0. 5TiO3, Bi0 . 5Na0 . 5TiO3, K0.5Na0.5NbO3, KNbO3, NaNbO3, BaTiO3, (1-x)Bi0 . 5Na0 . 5TiO3-xSrTiO3, (1-x)Bi0 . 5Na0 . 5TiO3-xBaTiO3, (1-x)K0. 5Na0 . 5NbO3-xBi0 . 5Na0 . 5TiO3, BaZr0 . 25Ti0 . 75O3 등 중에서 선택된 적어도 하나의 압전 물질을 포함하는 무연계 압전 물질일 수 있다.Further, the oriented material composition may be a non-leaded piezoelectric material containing no lead (Pb). Such a piezoelectric material is associated non-Bi 0 .5 K 0. 5 TiO 3 ,
시드 조성물은 배향 원료 조성물 내에 분포하며, ABO3의 일반식을 가지는 산화물로 형성된다. 여기서, ABO3는 배향성을 갖는 판 형상의 페로브스카이트(perovskite) 구조를 가지는 산화물로 A는 2가의 금속 원소로 이루어지며, B는 4가의 금속 원소로 이루어진다.The seed composition is distributed in the orientation material composition and is formed of an oxide having a general formula of ABO 3 . Here, ABO 3 is an oxide having a plate-like perovskite structure with an orientation, A is a bivalent metal element, and B is a tetravalent metal element.
ABO3의 일반식을 가지는 산화물로 형성되는 시드 조성물은 CaTiO3, BaTiO3, SrTiO3, PbTiO3 및 Pb(Ti,Zr)O3 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이 중 BaTiO3를 시드 조성물로 사용하는 경우 압전 성능을 향상시킬 수 있다. 시드 조성물로 BaTiO3를 사용하는 경우, BaTiO3는 오르빌리우스(aurivillius) 판상 구조체인 Bi4Ti3O12를 염용융 합성법으로 합성하고, 구조 화학적 미세 결정 치환(TMC: Topochemical Microcrystal Conversion)을 통하여 치환하여 제조될 수 있다.Oxide composition that is formed of an oxide having a general formula of ABO 3 is CaTiO 3, BaTiO 3, SrTiO 3, PbTiO 3 and Pb (Ti, Zr) O may include at least one of the 3 and, of BaTiO 3 to the seed composition The piezoelectric performance can be improved. When BaTiO 3 is used as a seed composition, BaTiO 3 is synthesized by a salt melt synthesis method of Bi 4 Ti 3 O 12 , which is an aurivillius plate structure, and by structural chemical microcrystalline transformation (TMC) . ≪ / RTI >
여기서, 시드 조성물은 배향 원료 조성물에 대하여 1 vol% 내지 10 vol%의 부피비로 포함될 수 있다. 시드 조성물이 배향 원료 조성물에 대하여 1 vol% 미만으로 포함되면 시드 조성물에 의하여 결정 배향성이 향상되는 효과가 미미하며, 10 vol%를 초과하여 포함되면 압전 세라믹 소결체의 압전 성능이 저하된다. 여기서, 시드 조성물이 배향 원료 조성물에 대하여 10 vol%로 포함되는 경우 변위(strain)량이 극대화되고 최적의 압전 특성을 나타냄을 후술할 x선 회절 패턴 시험을 통하여 알 수 있었다.Here, the seed composition may be contained in the volume ratio of 1 vol% to 10 vol% with respect to the orientation material composition. If the seed composition contains less than 1 vol% with respect to the oriented starting composition, the effect of improving the crystal orientation by the seed composition is insignificant. If it exceeds 10 vol%, the piezoelectric performance of the piezoelectric ceramic sintered body is lowered. Here, when the seed composition is contained in an amount of 10 vol% with respect to the oriented raw material composition, the amount of strain is maximized and optimum piezoelectric characteristics are exhibited by an x-ray diffraction pattern test to be described later.
상기와 같이 배향 원료 조성물 및 시드 조성물을 포함하는 압전 세라믹 조성물은 판상 입형 성장법(TGG: Templated Grain Growth)에 의하여 시드 조성물과 동일한 방향성을 가지며 성장하게 된다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 압전 세라믹 소결체는, 예를 들어 0.69Pb(Zr0.47Ti0.53)O3-0.31Pb((Ni0.6Zn0.4)1/3Nb2 / 3)O3의 조성식을 가지는 배향 원료 조성물에 BaTiO3를 시드 조성물로 사용함으로써 1000℃ 이하의 낮은 온도에서도 소결이 가능할 뿐만 아니라, 결정 배향성을 향상시키고, 전기장에 따른 변위량을 극대화할 수 있어 단결정 물질과 유사한 높은 압전 특성을 가지게 된다.As described above, the piezoelectric ceramic composition including the orientation material composition and the seed composition grows with the same directionality as the seed composition by TGG (Templated Grain Growth). That is, the piezoelectric ceramics sintered body according to the embodiment of the present invention include, for example, a composition formula of 0.69Pb (Zr 0.47 Ti 0.53) O 3 -0.31Pb ((Ni 0.6 Zn 0.4) 1/3
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 압전 세라믹 소결체는 로트게링 배향도(Lotgering factor)가 85% 이상의 값을 가질 수 있다.Also, the piezoelectric ceramic sintered body according to the embodiment of the present invention may have a Lotgering factor of 85% or more.
도 1(a)는 로트게링 배향도 별 전기장에 따른 변형률을 나타내는 그래프이고, 도 1(b)는 로트게링 배향도 별 변형률의 증가율을 도시한 표이다. 또한, 도 2는 로트게링 배향도에 따른 압전 상수(d33)를 나타내는 그래프이다.FIG. 1 (a) is a graph showing the strain according to the electric field according to the Lotgering orientation degree, and FIG. 1 (b) is a table showing the strain rate increasing rate according to the Lotgering orientation degree. 2 is a graph showing a piezoelectric constant d 33 according to the Lot gelling orientation.
도 1을 참조하면, 압전 세라믹 소결체는 로트게링 배향도가 높은 값을 가질 수록 변형률이 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 결정 배향이 이루어지지 않은 압전 세라믹 소결체(Normal)의 경우 전기장에 따른 변형률은 0.165%의 값을 가진다. 이러한 압전 세라믹 소결체에 대하여 판상 입형 성장법에 의하여 결정 배향성을 증가시키는 경우, 63%의 로트게링 배향도 값을 가지는 압전 세라믹 소결체에서는 변형률이 0.106%로 약 35.76% 감소하나, 로트게링 배향도 값이 75%, 85%, 90%의 값으로 증가함에 따라 변형률도 0.170%, 0.190%, 0.235% 값으로 증가하는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 1, it can be seen that the strain increases as the rotogeling orientation degree of the piezoelectric ceramics sintered body increases. That is, in the case of a piezoelectric ceramics sintered body (Normal) without crystal orientation, the strain according to the electric field has a value of 0.165%. When the crystal orientation of the piezoelectric ceramics sintered body is increased by the plate-shaped growth method, the strain of the piezoelectric ceramics sintered body having the Lotgering orientation value of 63% is reduced by about 35.76% by 0.106% , 85% and 90%, respectively, the strain increases to 0.170%, 0.190%, and 0.235%, respectively.
압전 세라믹 소결체의 로트게링 배향도는, 최대값인 100%에 대하여 85% 이상의 값을 가지는 경우 전기장에 따른 변형률의 증가율이 급격하게 증가한다. 즉, 압전 세라믹 소결체의 로트게링 배향도가 75%에서 85%로 증가하는 경우 변형률의 증가율은 약 12%의 값을 가지나, 로트게링 배향도가 85%에서 90%로 증가하는 경우 변형률의 증가율은 약 27%의 값을 가지게 되어 약 4배 이상의 증가율을 보임을 알 수 있다.The degree of orientation of strain gauging of the piezoelectric ceramic sintered body increases sharply when the electric field has a value of 85% or more with respect to the maximum value of 100%. That is, when the degree of orientation of the rote gelling of the piezoelectric ceramics increases from 75% to 85%, the rate of increase of the strain is about 12%. When the degree of orientation of the rote gelling increases from 85% to 90% %, Indicating that the growth rate is about 4 times or more.
또한, 압전 세라믹 소결체는 로트게링 배향도가 85% 이상의 값을 가지는 경우 압전 상수(d33)의 값이 급격하게 증가한다. 압전 상수(d33)는 재료에 압력을 가했을 때 압력 방향으로 발생한 전하의 양을 나타내는 것으로 압전 상수(d33)가 높은 값을 가질수록 감도가 좋은 고정밀의 압전 소자를 제조할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 압전 세라믹 소결체의 로트게링 배향도가 75%에서 85%로 증가하는 경우 압전 상수(d33)는 345 pC/N에서 380 pC/N으로 약 35 pC/N 증가함을 알 수 있다. 그러나, 압전 세라믹 소결체의 로트게링 배향도가 85%에서 90%로 증가하는 경우 압전 상수(d33)는 380 pC/N에서 430 pC/N으로 약 50 pC/N 증가하게 되어, 3배 이상의 증가율을 나타낸다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 압전 세라믹 소결체의 경우, 페로브스카이트(perovskite) 결정 구조를 가지는 압전 물질로 형성되는 배향 원료 조성물과 상기 배향 원료 조성물 내에 분포하며, ABO3(A는 2가의 금속 원소, B는 4가의 금속 원소)의 일반식을 가지는 산화물로 형성되는 시드 조성물에 의하여 압전 세라믹 소결체를 제조함으로써 85% 이상의 로트게링 배향도(Lotgering factor)를 가지는 압전 세라믹 소결체를 제조하고, 향상된 변형률과 높은 감도를 가지는 압전 소자를 제조할 수 있게 된다.In addition, the piezoelectric ceramics sintered body exhibits a sharp increase in the value of the piezoelectric constant d 33 when the degree of orientation of Lot gelling is 85% or more. The piezoelectric constant d 33 indicates the amount of electric charge generated in the pressure direction when pressure is applied to the material. The higher the piezoelectric constant d 33 , the more sensitive the piezoelectric element can be. As shown in Fig. 2, the piezoelectric constant (d 33 ) increases by about 35 pC / N from 345 pC / N to 380 pC / N when the degree of orientation of the Lot gelling of the piezoelectric ceramics increases from 75% to 85% Able to know. However, the piezoelectric constant (d 33 ) increased by about 50 pC / N from 380 pC / N to 430 pC / N when the degree of orientation of Lot gelling of the piezoelectric ceramics increased from 85% to 90% . Accordingly, in the case of the piezoelectric ceramics sintered body according to the embodiment of the present invention, an orientation material composition formed of a piezoelectric material having a perovskite crystal structure and ABO 3 (wherein A is a divalent A metal element and B is a tetravalent metal element) to produce a piezoelectric ceramic sintered body having a Lotgering factor of at least 85%, and a piezoelectric ceramic sintered body having an improved strain And a piezoelectric element having high sensitivity can be manufactured.
이하에서, 본 발명의 실시 예에 따른 압전 세라믹 소결체의 제조 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for manufacturing a piezoelectric ceramic sintered body according to an embodiment of the present invention will be described.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 압전 세라믹 소결체의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a piezoelectric ceramics sintered body according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 압전 세라믹 소결체의 제조 방법은 Pb, Zr 및 Ti 원소를 포함하는 PZT계 물질과 Pb, Zn, Ni 및 Nb 원소를 포함하는 PZNN계 물질이 고용체를 형성하는 배향 원료 조성물 및 ABO3(A는 2가의 금속 원소, B는 4가의 금속 원소)의 일반식을 가지는 산화물로 형성되는 시드 조성물을 포함하는 혼합물을 제조하는 과정(S100); 상기 혼합물을 성형하여 성형물을 제조하는 과정(S200); 상기 성형물을 제1 온도에서 가소하는 과정(S300); 및 상기 성형물을 제2 온도에서 소결하는 과정(S400);을 포함한다.Referring to FIG. 3, a method of manufacturing a piezoelectric ceramics sintered body according to an embodiment of the present invention includes a PZT material including Pb, Zr, and Ti, and a PZNN material including Pb, Zn, Ni, and Nb, (S100) a mixture comprising a seed composition formed of an oriented raw material composition to be formed and an oxide having a general formula of ABO 3 (A is a divalent metal element and B is a tetravalent metal element); A step of forming a mixture by molding the mixture (S200); (S300) of preliminarily molding the molded article at a first temperature; And sintering the molding at a second temperature (S400).
혼합물을 제조하는 과정(S100)은 배향 원료 조성물 및 시드 조성물을 습식 혼합하여 혼합물을 제조한다. 여기서, 배향 원료 조성물은 PZT계 물질에 PZNN계 물질을 릴랙서로서 고용한 (1-x)Pb(Zr0.47Ti0.53)O3-xPb((Ni1-yZny)1/3Nb2/3)O3(0.1<x0.5, 0.1<y≤0.9)의 조성식을 가질 수 있으며, 0.31의 x 값 및 0.40의 y 값을 가지는 0.69Pb(Zr0.47Ti0.53)O3-0.31Pb((Ni0.6Zn0.4)1/3Nb2/3)O3의 조성식을 가지는 경우 높은 압전 특성 및 유전 특성을 가짐은 전술한 바와 같다. 또한, 시드 조성물은 BaTiO3를 시드 조성물로 사용함으로써 1000℃ 이하의 낮은 온도에서도 소결이 가능할 뿐만 아니라, 결정 배향성을 향상시키고, 전기장에 따른 변위(strain)량을 극대화할 수 있게 된다.In the process (S100) for preparing the mixture, the oriented raw material composition and the seed composition are wet mixed to prepare a mixture. (1-x) Pb (Zr 0.47 Ti 0.53 ) O 3 -xPb ((Ni 1-y Zn y ) 1/3 Nb 2 / PbTiO 3 ) wherein the PZNN- 3) O 3 (0.1 <x0.5 , 0.1 <y≤0.9) may have a composition formula, 0.69Pb (Zr 0.47 having a y value of 0.31 and the value of x 0.40 Ti 0.53) O 3 -0.31Pb of (( Ni 0.6 Zn 0.4 ) 1/3 Nb 2/3 ) O 3, the piezoelectric ceramics have high piezoelectric properties and dielectric properties as described above. Also, by using BaTiO 3 as a seed composition, the seed composition can be sintered at a temperature as low as 1000 ° C or lower, improve crystal orientation, and maximize the amount of strain due to an electric field.
혼합물을 제조하는 과정(S100)은 배향 원료 조성물에 분산제, 결합제 및 가소제를 습식 혼합하여 제1 슬러리를 제조하는 과정; 및 상기 제1 슬러리에 상기 시드 조성물과 분산제가 습식 혼합된 시드 용액을 혼합하여 제2 슬러리를 제조하는 과정;을 포함할 수 있다.The process (S100) of preparing the mixture comprises: wet mixing the dispersing agent, the binder and the plasticizer in the orientation material composition to prepare a first slurry; And mixing the seed composition and the dispersant in a wet slurry to form a second slurry in the first slurry.
제1 슬러리를 제조하는 과정은 배향 원료 조성물에 톨루엔, 부탄올, 에탄올을 포함하는 휘발성 용매와 분산제를 투입하여 1차 제1 슬러리를 제조하고, 이를 볼-밀링(ball-milling)을 통하여 혼합시킨다.The first slurry is prepared by adding a volatile solvent including toluene, butanol, and ethanol to a starting material composition and a dispersant to prepare a first slurry, which is then mixed by ball-milling.
이후, 1차 제조된 제1 슬러리에 톨루엔, 부탄올, 에탄올을 포함하는 휘발성 용매와 결합제 및 가소제를 투입하여 2차 제1 슬러리를 제조하고, 이를 볼-밀링을 통하여 혼합시킨다.Then, a volatile solvent including toluene, butanol, and ethanol, a binder, and a plasticizer are added to the first slurry to prepare a first slurry, which is then mixed by ball-milling.
또한, 제2 슬러리를 제조하는 과정은 1차 및 2차 제조 과정을 거쳐 볼 밀링에 의하여 혼합된 제1 슬러리에 시드 조성물과 톨루엔, 부탄올, 에탄올을 포함하는 휘발성 용매 및 분산제가 혼합된 시드 용액을 투입하여 제2 슬러리를 제조하고, 시드 용액 중에 포함된 시드 조성물의 입자 형태를 보존하기 위하여 볼을 제거한 밀링을 통하여 혼합시킨다.The process of preparing the second slurry includes a seed solution in which a seed composition and a volatile solvent including toluene, butanol, and ethanol and a dispersing agent are mixed in a first slurry mixed by ball milling through primary and secondary manufacturing processes To prepare a second slurry, and the balls are mixed through milling to remove the seed form of the seed composition contained in the seed solution.
즉, 제1 슬러리를 제조하는 과정은 볼을 포함하는 밀링 공정에 의하여 각 슬러리를 균일하게 혼합시킬 수 있으며, 시드 용액이 투입되는 제2 슬러리를 제조하는 과정에서는 볼을 포함하지 않는 밀링 공정을 수행하여, 시드 용액 내에 함유된 시드 조성물의 판 형상의 입자 구조를 변형시키지 않고 유지하며 혼합할 수 있게 된다.That is, the process of manufacturing the first slurry can uniformly mix the slurries by a milling process including a ball, and in the process of manufacturing the second slurry into which the seed solution is introduced, a milling process not including balls is performed So that the plate-like particle structure of the seed composition contained in the seed solution can be maintained and mixed without being deformed.
혼합물을 성형하여 성형물을 제조하는 과정(S200)은 상기한 바와 같이 제2 슬러리의 밀링 공정 후에 제2 슬러리에 포함되는 판상의 시드 조성물을 수평 위치시키기 위하여 테이프 캐스팅(Tape Casting) 등의 후막 제작 공정을 통하여 시트 형태의 성형물을 형성하고 건조 공정을 시행한다.In the step S200 of forming a mixture by molding the mixture, after the milling process of the second slurry, a plate-like seed composition included in the second slurry is horizontally positioned, And a drying process is carried out.
성형물은 상기와 같은 과정으로부터 제작되는 단일 시트 형태일 수도 있으나, 단일 시트가 적층된 성형물 또는 형상이 변경된 성형물로 제조될 수도 있다. 이러한 적층 및 성형 공정에 의하여 성형물은 각 시트 상에 전극층이 배치되어 압전층과 전극층이 교대로 적층된 다중 층상 구조(Multi-Layer Structure)를 가질 수 있을 뿐만 아니라, 원판 또는 원기둥 형태 등 다양한 구조로 제조될 수 있음은 물론이다.The molded product may be in the form of a single sheet produced from the process as described above, but may also be made of a molded product in which a single sheet is laminated or a molded product in which the shape is changed. According to such a lamination and forming process, the molded product can have a multi-layer structure in which an electrode layer is disposed on each sheet and a piezoelectric layer and an electrode layer are alternately stacked, Of course, be manufactured.
성형물을 제1 온도에서 가소하는 과정(S300)은 상기와 같은 과정으로 제조된 성형물에 대하여 잔류한 휘발성 유기 용매를 기화시키기 위하여 제1 온도에서 가열한다. 이와 같은 성형물의 가소는 300℃ 내지 800℃의 온도에서 진행될 수 있다.In the step S300 of heating the molded article at the first temperature, the molded article is heated at the first temperature to vaporize the remaining volatile organic solvent. The calcination of such a molded product can be carried out at a temperature of 300 ° C to 800 ° C.
또한, 성형물을 제2 온도에서 소결하는 과정(S400)은 가소 과정의 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 진행될 수 있으며, 바람직하게는 820℃ 내지 950℃의 온도에서 진행될 수 있다. 즉, 이와 같이 성형물을 소결하는 과정에서 압전 세라믹 소결체는 시드 조성물에 의하여 결정 배향성이 향상되어 후막 형성되며, 1000℃ 이하의 낮은 온도에서도 소결이 가능할 뿐만 아니라, 압전 특성을 향상시킬 수 있게 된다.In addition, the step of sintering the shaped article at the second temperature (S400) may proceed at a second temperature higher than the first temperature of the calcination step, and preferably at a temperature of 820 ° C to 950 ° C. That is, in the process of sintering the molded product, the piezoelectric ceramics sintered body is improved in crystal orientation due to the seed composition to form a thick film, and sintering is possible at a temperature as low as 1000 ° C or less, and piezoelectric characteristics can be improved.
이하에서, 본 발명의 구체적인 실험 예 및 실험 결과를 비교 예와 비교하여 상세하게 설명하기로 한다. 여기서, 하기 실험 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 기술 사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, specific experimental examples and experimental results of the present invention will be described in detail in comparison with comparative examples. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. It is natural.
[실험 예][Experimental Example]
순도 98% 이상의 PbO, ZrO2, TiO2, ZnO, NiO, Nb2O5 분말을 통해 0.69Pb(Zr0.47Ti0.53)O3-0.31Pb((Ni0.6Zn0.4)1/3Nb2/3)O3의 배향 원료 조성물을 합성하였다. 또한, 오르빌리우스 판상 구조체인 Bi4Ti3O12를 염용융 합성법으로 합성하고, 구조 화학적 미세 결정 치환을 통하여 BaTiO3 시드 조성물을 합성하였다.(Ni 0.6 Zn 0.4 ) 1/3 Nb 2/3 via a PbO, ZrO 2 , TiO 2 , ZnO, NiO and Nb 2 O 5 powder having a purity of 98% or more and 0.69 Pb (Zr 0.47 Ti 0.53 ) O 3 -0.31 Pb ) O 3 were synthesized. In addition, Bi 4 Ti 3 O 12 , an Orbital Plate structure, was synthesized by salt melt synthesis and BaTiO 3 seed composition was synthesized through structural chemical microcrystalline substitution.
이와 같이 제조된 배향 원료 조성물 분말 100g에 순도 99% 이상의 톨루엔 14.58g, 에탄올 4.86g, 부탄올 4.86g, 분산제 1.2g을 투입하여 1차 제1 슬러리를 제조한 후, 1차 제1 슬러리를 ZrO2 볼과 함께 나일론 통에서 24시간 동안 볼 밀링을 통해 혼합한다.In this way, the dispersing agent 1.2g ethanol 4.86g, 4.86g butanol, toluene, 14.58g, purity 99% or more with the manufacturing oriented material composition powder 100g were prepared for the primary first slurry, ZrO 2 the primary first slurry Mix with a ball through a ball mill in a nylon barrel for 24 hours.
상기 혼합된 1차 제1 슬러리에 톨루엔 25.52g, 에탄올 8.51g, 부탄올 8.51g, 결합제(binder) 9.45g, 가소제(Dioctyl phtalate) 4.73g 를 첨가하여 2차 제1 슬러리를 제조한 후, 제조된 제1 슬러리를 ZrO2 볼과 함께 나일론 통에서 24시간 동안 볼 밀링을 통해 혼합한다.To the mixed first slurry was added 25.52 g of toluene, 8.51 g of ethanol, 8.51 g of butanol, 9.45 g of binder and 4.73 g of a plasticizer (Dioctyl phthalate) to prepare a second slurry, The first slurry is mixed with a ZrO 2 ball through a ball mill in a nylon barrel for 24 hours.
상기 혼합된 제1 슬러리에 BaTiO3 시드 조성물을 배향 원료 조성물에 대하여 10 vol% 포함되도록 톨루엔 2g, 에탄올 1g, 부탄올 1g, 분산제 0.3g과 함께 BaTiO3 7.17g으로 이루어진 시드 용액을 투입하고 볼이 제거된 나일론 통에서 48시간 동안 밀링을 통해 혼합한다.To the mixed first slurry, a seed solution composed of 2 g of toluene, 1 g of ethanol, 1 g of butanol and 0.3 g of dispersant and 7.17 g of BaTiO 3 was added so that the BaTiO 3 seed composition contained 10 vol% Gt; Nylon < / RTI > barrel for 48 hours.
상기 혼합된 제2 슬러리를 후막 제조(테이프 캐스팅) 공정을 통해 후막 형태로 사출시키고 상온 건조시킨다. 또한, 상기 건조 완료된 후막을 적층 및 성형하며, 본 실험 예에서는 특성 측정을 위하여 직경 16mm의 몰드를 이용하여 디스크 형태로 성형하였다.The mixed second slurry is injected into a thick film form by a thick film manufacturing (tape casting) process and dried at room temperature. In addition, the dried thick film was laminated and formed. In this experiment, a mold having a diameter of 16 mm was used to form a disk in order to measure the characteristics.
상기 성형 완료된 시편을 분당 0.3℃로 승온하여, 400℃에서 2시간 동안 가소 공정을 진행한다. 이후, 시편을 CIP(Cold Isostatic Pressing)로 200MPa의 압력을 1분 동안 가해주었다. 상기 공정이 완료된 시편은 분당 5℃로 승온하여 950℃에서 10시간 동안 소결 공정을 진행하여 압전 후막 시편을 제조하였다.The molded specimen was heated to 0.3 DEG C per minute and subjected to a calcination process at 400 DEG C for 2 hours. Thereafter, the specimen was subjected to CIP (Cold Isostatic Pressing) at a pressure of 200 MPa for 1 minute. The specimens were heated to 5 ℃ / min and sintered at 950 ℃ for 10 hours to produce piezoelectric thick film specimens.
참고로, 건조 완료된 후막을 적층함에 있어서는 적층 후 압착 공정, 예를 들어 WIP(Warm Isostatic Pressing)로 진행될 수 있으며, 이 경우 가소 공정 이후에 진행되는 CIP 공정은 생략 가능하다.For reference, in the case of laminating the dried thick film, the lamination may be performed by a pressing process such as WIP (Warm Isostatic Pressing). In this case, the CIP process after the firing process may be omitted.
[비교 예][Comparative Example]
비교 예의 압전 세라믹 소결체는 시드 조성물의 합성 과정을 생략하고, 제3 슬러리의 제조 과정에서 BaTiO3를 첨가하지 않은 점에서만 차이가 있을 뿐, 나머지 과정은 상기의 실시 예와 동일하게 제조되었다. 즉, BaTiO3를 투입하지 않아 시드 조성물이 없는 압전 후막 시편을 제조하였다.The piezoelectric ceramics sintered body of the comparative example was prepared in the same manner as in the above example except that the synthesis process of the seed composition was omitted and that no BaTiO 3 was added during the production of the third slurry. That is, a piezoelectric thick film sample without a seed composition was prepared without adding BaTiO 3 .
비교 예의 압전 후막 시편(ⓐ)과 실험 예의 압전 후막 시편(ⓑ)의 배향성을 확인하기 위하여 X선 회절(X-ray Diffraction) 장비가 이용되었다. 또한, 비교 예의 압전 후막 시편(ⓐ)과 실험 예의 압전 후막 시편(ⓑ)의 미세 구조를 확인하기 위하여 스캔 전자 현미경(SEM: Scanning Electron Spectroscope) 장비가 이용되었다. 또한, 비교 예의 압전 후막 시편(ⓐ)과 실험 예의 압전 후막 시편(ⓑ)의 전기장에 따른 변형률(strain)을 각각 측정하였다.X-ray diffraction equipment was used to confirm the orientation of the piezoelectric thick film specimen (a) of the comparative example and the piezoelectric thick film specimen (b) of the experimental example. Scanning electron spectroscope (SEM) equipment was used to confirm the microstructure of the piezoelectric thick film specimen (a) of the comparative example and the piezoelectric thick film specimen (b) of the experimental example. In addition, the strain according to the electric field of the piezoelectric thick film specimen (a) of the comparative example and the piezoelectric thick film specimen (b) of the experimental example were respectively measured.
도 4는 비교 예와 실시 예의 압전 세라믹 소결체 즉, 비교 예의 압전 후막 시편(ⓐ)과 실험 예의 압전 후막 시편(ⓑ)의 표면 X선 회절 패턴들을 각각 나타내는 그래프이다. 본 그래프에서의 배향 정도는 로트게링 배향도(Lotgering factor)의 계산식에 따라 계산하였으며, 로트게링 배향도를 계산하는 계산식 및 구체적 과정에 대한 설명은 생략하기로 한다.4 is a graph showing the surface X-ray diffraction patterns of the piezoelectric thick-film sample (a) of the comparative example and the piezoelectric ceramic sintered body of the comparative example and the piezoelectric thick-film test piece (b) of the experimental example, respectively. The degree of orientation in this graph is calculated according to a calculation formula of Lotgering factor, and a calculation formula for calculating the Lotgering orientation degree and a detailed description thereof will be omitted.
도 4를 참조하면, 비교 예의 압전 후막 시편(ⓐ)은 표면에서 모든 결정 방향으로 성장되었으며, 특히 (110) 평면의 법선 방향으로 결정이 두드러지게 성장하였음을 알 수 있다. 반면, 실험 예의 압전 후막 시편(ⓑ)의 경우 표면에서 (001) 평면의 법선 방향 및 동일한 방향을 가지는 (002) 평면의 법선 방향으로만 결정이 성장되어 있음을 알 수 있으며, 비교 예의 (110) 평면의 법선 방향으로는 결정 성장이 억제되어 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the piezoelectric thick film specimen (a) of the comparative example was grown in all the crystal directions on the surface, and the crystal was prominently grown especially in the normal direction of the (110) plane. On the other hand, in the case of the piezoelectric thick film sample (b) of the experimental example, it can be seen that the crystal grows only in the normal direction of the (001) plane and in the normal direction of the (002) plane having the same direction, Crystal growth is suppressed in the normal direction of the plane.
또한, 본 그래프의 높이는 X선 피크의 강도를 나타내며, 각 X선 피크 강도로부터 실험 예의 압전 후막 시편(ⓑ)의 경우 로트게링 배향도가 95.3%의 값을 가지는 것을 알 수 있었다. 이를 통하여 본 발명의 실시 예에 따른 압전 세라믹 소결체는 (001) 방향으로 배향 성장되어 결정 배향성이 현저하게 향상되었음을 확인할 수 있다.The height of the graph indicates the intensity of the X-ray peak. From the X-ray peak intensities of the graphs, it was found that the Lotgering orientation degree of the piezoelectric thick film specimen (b) of Experimental Example had a value of 95.3%. As a result, the piezoelectric ceramics sintered body according to the embodiment of the present invention was grown in the (001) direction and the crystal orientation was remarkably improved.
도 5는 압전 세라믹 소결체의 스캔 전자 현미경 이미지를 나타내는 사진이다. 여기서, 도 5(a)는 비교 예에 의하여 제조된 압전 후막 시편(ⓐ)의 파단면 이미지이고, 도 5(b)는 실험 예에 의하여 제조된 압전 후막 시편(ⓑ)의 파단면 이미지이다.5 is a photograph showing a scanning electron microscope image of a piezoelectric ceramics sintered body. 5 (a) is a sectional view of the piezoelectric thick film specimen (a) manufactured by the comparative example, and FIG. 5 (b) is a sectional image of the piezoelectric thick film specimen (b) produced by the experimental example.
도 5(a)에 나타난 바와 같이, 시드 조성물이 첨가되지 않은 압전 세라믹 소결체의 경우 입자가 육각형의 형상으로 성장되었음을 알 수 있다. 이는 결정이 다수의 평면 방향으로 각각 성장하는 도 4의 결과와도 일치한다. 반면, 도 5(b)에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 압전 세라믹 소결체는 수평 위치된 시드 조성물(도 5(b)의 검은색 영역)에 의하여 사각형의 형상으로 성장되어 결정 배향성이 향상되었음을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 5 (a), it can be seen that the piezoelectric ceramics sintered body to which the seed composition was not added was grown in a hexagonal shape. This is consistent with the result of FIG. 4 in which the crystals grow in multiple plane directions, respectively. On the other hand, as shown in FIG. 5B, the piezoelectric ceramics sintered body according to the embodiment of the present invention grows in a quadrangular shape by the horizontally positioned seed composition (the black region in FIG. 5B) .
도 6은 압전 세라믹 소결체의 전기장에 따른 변형률을 나타내는 그래프이다. 여기서, 변형률의 측정은 3 kV/mm 및 1Hz의 조건에서 진행되었으며, 각 압전 후막 시편은 분극이 완료된 상태로 진행하였다.6 is a graph showing the strain of the piezoelectric ceramics sintered body according to the electric field. In this case, strain was measured at 3 kV / mm and 1 Hz, and each piezoelectric thick film specimen was processed with polarization completed.
도 6을 참조하면, 비교 예에 의하여 제조된 압전 후막 시편(ⓐ)은 0.176%의 변형률(strain)을 보임을 알 수 있다. 반면, 실험 예에 의하여 제조된 압전 후막 시편(ⓑ)의 경우 0.276%의 변형률을 나타내고 있다. 이는 비교 예의 0.176%에 비하여 약 64%가 향상된 수치이며, 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 압전 세라믹 소결체는 전기장에 따른 변위량이 극대화되어 현저하게 향상된 압전 특성을 나타냄을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that the piezoelectric thick film specimen (a) manufactured by the comparative example exhibits a strain of 0.176%. On the other hand, the piezoelectric thick film specimen (b) produced by the experimental example shows a strain of 0.276%. It can be seen that the piezoelectric ceramic sintered body according to the embodiment of the present invention exhibits remarkably improved piezoelectric characteristics by maximizing the amount of displacement according to the electric field, as compared with 0.176% of the comparative example.
도 7은 압전 스피커의 주파수에 따른 음압 레벨을 나타내는 그래프이다. 여기서, 압전 스피커는 비교 예의 압전 후막 시편(ⓐ)과 실험 예의 압전 후막 시편(ⓑ)을 각각 압전층으로 사용하여 주파수에 따른 음압 레벨을 비교하였다. 7 is a graph showing a sound pressure level according to the frequency of the piezoelectric speaker. Here, the piezoelectric speaker compares the sound pressure level according to the frequency by using the piezoelectric thick film specimen (a) of the comparative example and the piezoelectric thick film specimen (b) of the experimental example as the piezoelectric layers, respectively.
시드 조성물을 포함하지 않는 비교 예의 압전 세라믹 소결체를 사용한 경우에 비하여 본 발명의 실시 예에 따른 압전 세라믹 소결체를 사용한 경우, 압전 스피커의 주파수에 대한 음압 레벨(SPL: Sound Pressure Level)이 향상됨을 알 수 있었다. 즉, 시드 조성물을 포함하지 않는 비교 예의 압전 세라믹 소결체를 압전 스피커에 적용한 경우 평균 음압 레벨은 약 70.53 dB을 나타내는 것에 비하여, 본 발명의 실시 예에 따른 압전 스피커의 경우 평균 음압 레벨이 74.09 dB를 나타내어 약 4dB 정도 상승한 향상된 압전 특성을 가짐을 알 수 있다.It can be seen that the sound pressure level (SPL) with respect to the frequency of the piezoelectric speaker is improved when the piezoelectric ceramics sintered body according to the embodiment of the present invention is used as compared with the case of using the piezoelectric ceramic sintered body of the comparative example not including the seed composition there was. That is, when the piezoelectric ceramic sintered body of the comparative example not including the seed composition is applied to the piezoelectric speaker, the average sound pressure level is about 70.53 dB, whereas the piezoelectric speaker according to the embodiment of the present invention has the average sound pressure level of 74.09 dB It is found that the piezoelectric characteristics are improved by about 4 dB.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 압전 세라믹 소결체는 적어도 하나의 압전층을 포함하는 압전 소자에 이용될 수 있다. 또한, 이러한 압전 소자는 높은 압전 특성을 갖는 압전 변압기, 압전 리시버, 초음파 센서, 초음파 진동자, 전기기계 초음파 트랜스튜서(transducer), 초음파 모터, 액추에이터(Actuator), 초음파 발생기, 햅틱 소자, 카메라 모듈, 압전 스피커 등의 전자기기에 이용될 수 있으며, 특히 압전 스피커에 이용되어 음압을 향상시킬 수 있다.As described above, the piezoelectric ceramics sintered body according to the embodiment of the present invention can be used for a piezoelectric element including at least one piezoelectric layer. In addition, such a piezoelectric element can be used as a piezoelectric transformer having a high piezoelectric property, a piezoelectric receiver, an ultrasonic sensor, an ultrasonic oscillator, an electromechanical ultrasonic transducer, an ultrasonic motor, an actuator, an ultrasonic generator, Speaker, and the like, and is particularly applicable to a piezoelectric speaker to improve the sound pressure.
본 발명의 실시 예에 따른 압전 세라믹 소결체를 이용한 압전 스피커의 경우 상기 압전 소결체로 형성되는 적어도 하나의 압전층이 구비된 압전판을 포함할 수 있고, 적어도 일면 상에 압전판이 접촉되는 진동판을 포함할 수 있다.The piezoelectric speaker using the piezoelectric ceramics sintered body according to an embodiment of the present invention may include a piezoelectric plate having at least one piezoelectric layer formed of the piezoelectric sintered body and includes a diaphragm contacting at least one surface of the piezoelectric plate .
압전판(미도시)은 소정의 두께를 갖는 예를 들어 원형의 판 형상으로 마련될 수 있다. 물론, 압전판은 원형 뿐만 아니라 정사각형, 직사각형, 타원형, 다각형 등 다양한 형상으로 마련될 수도 있다. 이러한 압전판은 기판과, 기판의 적어도 일면에 형성된 압전층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 압전판은 기판의 양면에 압전층이 형성된 바이모프 타입으로 형성될 수도 있고, 기판의 일면에 압전층이 형성된 유니모프 타입으로 형성될 수도 있다.The piezoelectric plate (not shown) may be provided in a circular plate shape having a predetermined thickness, for example. Of course, the piezoelectric plate may be provided in various shapes such as a square, a rectangle, an ellipse, and a polygon as well as a circular shape. Such a piezoelectric plate may include a substrate and a piezoelectric layer formed on at least one side of the substrate. For example, the piezoelectric plate may be formed as a bimorph type in which a piezoelectric layer is formed on both surfaces of a substrate, or may be formed in a unimorph type in which a piezoelectric layer is formed on one surface of a substrate.
압전층은 적어도 일층이 적층 형성될 수 있는데, 바람직하게는 복수의 압전층이 적층 형성될 수 있다. 또한, 압전층의 상부 및 하부에는 각각 전극이 형성될 수 있다. 즉, 복수의 압전층과 복수의 전극이 교대로 적층되어 압전판이 구현될 수 있다. 여기서, 압전층은 본 발명의 실시 예에 따른 (1-x)Pb(Zr0.47Ti0.53)O3-xPb((Ni1-yZny)1/3Nb2/3)O3(0.1<x0.5, 0.1<y≤0.9)의 조성식을 가지는 배향 원료 조성물과 BaTiO3의 시드 조성물이 혼합된 압전 세라믹 조성물을 소결하여 형성되는 압전 세라믹 소결체를 이용하여 형성할 수 있다.At least one layer of the piezoelectric layer may be laminated, and preferably, a plurality of piezoelectric layers may be laminated. In addition, electrodes may be formed on the upper and lower portions of the piezoelectric layer, respectively. That is, a plurality of piezoelectric layers and a plurality of electrodes are alternately stacked to realize a piezoelectric plate. Here, the piezoelectric layer is composed of (1-x) Pb (Zr 0.47 Ti 0.53 ) O 3 -xPb ((Ni 1-y Zn y ) 1/3 Nb 2/3 ) O 3 x0.5, 0.1 there is a raw material composition and the seed composition of BaTiO 3 having a composition formula of the orientation <y≤0.9) can be formed using a piezoelectric ceramic sintered body formed by sintering the mixture of the piezoelectric ceramic composition.
또한, 압전층은 서로 다른 방향 또는 동일 방향으로 분극되어 적층 형성될 수 있다. 즉, 기판의 일면 상에 복수의 압전층이 형성되는 경우 각 압전층은 서로 반대 방향 또는 동일 방향의 분극이 교대로 형성될 수 있다. 한편, 기판은 압전층이 적층된 구조를 유지하면서 진동이 발생할 수 있는 특성을 갖는 물질을 이용할 수 있는데, 예를 들어 금속, 플라스틱 등을 이용할 수 있다.Further, the piezoelectric layers can be polarized in different directions or in the same direction to be laminated. That is, when a plurality of piezoelectric layers are formed on one surface of the substrate, the piezoelectric layers may be alternately polarized in opposite directions or in the same direction. On the other hand, the substrate can be made of a material having characteristics such that vibration can be generated while maintaining a laminated structure of the piezoelectric layers. For example, metal, plastic, or the like can be used.
압전판은 압전층과 이물질인 기판을 이용하지 않을 수 있다. 즉, 압전판은 중심부에 분극되지 않은 압전층이 마련되고, 그 상부 및 하부에 서로 다른 방향으로 분극된 복수의 압전층이 적층 형성될 수 있다. 한편, 압전판의 일 면의 상부에는 구동 신호가 인가되는 전극 패턴(미도시)이 형성될 수 있다. 전극 패턴은 서로 이격되어 적어도 둘 이상 형성될 수 있고, 연결 단자(미도시)와 연결되어 이를 통해 전자기기, 예를 들어 보조 모바일 기기로부터 음향 신호를 입력받을 수 있다.The piezoelectric plate may not use a piezoelectric layer and a substrate which is a foreign substance. That is, the piezoelectric plate is provided with a piezoelectric layer which is not polarized in the central portion, and a plurality of piezoelectric layers polarized in different directions on the upper and lower portions thereof can be laminated. An electrode pattern (not shown) to which a driving signal is applied may be formed on one surface of the piezoelectric plate. At least two electrode patterns may be spaced apart from each other, and may be connected to a connection terminal (not shown) to receive sound signals from an electronic device, for example, an auxiliary mobile device.
진동판(미도시)은 압전판과 동일 형상으로 마련되며, 압전판보다 크게 마련될 수 있다. 진동판의 적어도 일면 상에는 압전판이 접착제에 의해 접착될 수 있다. 바람직하게는 진동판의 일면 및 타면 상에 압전판이 각각 접착될 수 있다. 이러한 진동판은 폴리머계 또는 펄프계 물질을 이용할 수 있다. 예를 들어, 진동판은 수지 필름을 이용할 수 있는데, 에틸렌 플로필렌 고무계, 스티렌 부타디엔 고무계 등 영율이 1MPa∼10GPa로 손실 계수가 큰 재료를 이용할 수 있다.The diaphragm (not shown) is provided in the same shape as the piezoelectric plate, and may be provided larger than the piezoelectric plate. The piezoelectric plate can be adhered by an adhesive on at least one surface of the diaphragm. Preferably, the piezoelectric plates may be bonded to one surface and the other surface of the diaphragm, respectively. Such a diaphragm may be made of a polymer-based or pulp-based material. For example, the diaphragm may be made of a resin film, such as an ethylene propylene rubber type or styrene butadiene rubber type material having a Young's modulus of 1 MPa to 10 GPa and a large loss coefficient.
상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.While the preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated above using specific terms, such terms are used only for the purpose of clarifying the invention, and the embodiments of the present invention and the described terminology are intended to be illustrative, It will be obvious that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Such modified embodiments should not be individually understood from the spirit and scope of the present invention, but should be regarded as being within the scope of the claims of the present invention.
Claims (18)
상기 압전 세라믹 조성물은,
서로 다른 결정 구조를 가지는 물질이 고용체를 형성하여, 페로브스카이트(perovskite) 결정 구조를 가지는 압전 물질로 형성되는 배향 원료 조성물; 및
상기 배향 원료 조성물 내에 분포하며, 상기 배향 원료 조성물에 대하여 1 vol% 내지 10 vol%의 부피비로 포함되며, CaTiO3, BaTiO3, SrTiO3, PbTiO3 및 Pb(Ti,Zr)O3 중 적어도 하나를 포함하는 산화물로 형성되는 시드 조성물;을 포함하고,
상기 배향 원료 조성물은, 상기 시드 조성물의 첨가에 따라 서로 다른 결정 구조의 상이 공존하는 MPB 조성을 형성하는 압전 세라믹 소결체.
1. A piezoelectric ceramics sintered body formed by sintering a piezoelectric ceramic composition,
The piezoelectric ceramic composition comprises:
An orientation material composition in which a substance having a different crystal structure forms a solid solution and is formed of a piezoelectric material having a perovskite crystal structure; And
Is distributed in the oriented material composition, are included in a volume ratio of 1 vol% to 10 vol% with respect to the alignment material composition, CaTiO 3, BaTiO 3, SrTiO 3, PbTiO 3 and Pb (Ti, Zr) O 3, at least one of A seed composition formed of an oxide comprising: < RTI ID = 0.0 >
Wherein the orientation material composition forms an MPB composition in which phases of different crystal structures coexist with addition of the seed composition.
상기 배향 원료 조성물은,
Pb, Zr 및 Ti를 포함하는 PZT계 물질과, Pb, Zn, Ni 및 Nb를 포함하는 PZNN계 물질이 고용체를 형성하는 압전 세라믹 소결체.
The method according to claim 1,
The orientation material composition may contain,
A PZT-based material including Pb, Zr, and Ti, and a PZNN-based material including Pb, Zn, Ni, and Nb form a solid solution.
상기 배향 원료 조성물은,
(1-x)Pb(Zr0.47Ti0.53)O3-xPb((Ni1-yZny)1/3Nb2/3)O3(0.1<x<0.5, 0.1<y≤0.9)의 조성식을 가지는 압전 세라믹 소결체.
The method according to claim 1,
The orientation material composition may contain,
(1-x) Pb (Zr 0.47 Ti 0.53 ) O 3 -xPb ((Ni 1-y Zn y ) 1/3 Nb 2/3 ) O 3 (0.1 <x <0.5, 0.1 <y? 0.9) And a piezoelectric ceramic sintered body.
상기 x는 0.30 내지 0.32이며, 상기 y는 0.39 내지 0.41의 값을 가지는 압전 세라믹 소결체.
The method of claim 3,
X is 0.30 to 0.32, and y is a value of 0.39 to 0.41.
상기 압전 세라믹 소결체는, (001) 방향으로 배향 성장된 배향도(Lotgering factor)가 85% 이상의 값을 가지는 압전 세라믹 소결체.
The method of claim 3,
Wherein the piezoelectric ceramics sintered body has a value of a linear orientation (Lotgering factor) grown in the (001) direction of 85% or more.
상기 혼합물을 성형하여 성형물을 제조하는 과정;
상기 성형물을 제1 온도에서 가소하는 과정; 및
상기 성형물을 제2 온도에서 소결하는 과정;을 포함하고,
상기 배향 원료 조성물은, 상기 시드 조성물의 첨가에 따라 서로 다른 결정 구조의 상이 공존하는 MPB 조성을 형성하는 압전 세라믹 소결체의 제조 방법.
Wherein the orientation material composition comprises a piezoelectric material having a perovskite crystal structure in which a substance having a different crystal structure forms a solid solution and a piezoelectric material having a perovskite crystal structure and having a volume ratio of 1 vol% to 10 vol% And a seed composition formed from an oxide comprising at least one of CaTiO 3 , BaTiO 3 , SrTiO 3 , PbTiO 3 and Pb (Ti, Zr) O 3 ;
Forming a mixture by molding the mixture;
A step of preheating the molding at a first temperature; And
And sintering the molding at a second temperature,
Wherein the orientation material composition forms an MPB composition in which phases of different crystal structures coexist with addition of the seed composition.
상기 배향 원료 조성물은, (1-x)Pb(Zr0.47Ti0.53)O3-xPb((Ni1-yZny)1/3Nb2/3)O3 (0.1<x<0.5, 0.1<y≤0.9)의 조성식을 가지는 압전 세라믹 소결체의 제조 방법.
The method of claim 8,
Wherein the orientation material composition comprises at least one selected from the group consisting of (1-x) Pb (Zr 0.47 Ti 0.53 ) O 3 -xPb ((Ni 1-y Zn y ) 1/3 Nb 2/3 ) O 3 y < / = 0.9). < / RTI >
상기 혼합물을 제조하는 과정은,
상기 배향 원료 조성물에 분산제, 결합제 및 가소제를 습식 혼합하여 제1 슬러리를 제조하는 과정; 및
상기 제1 슬러리에 상기 시드 조성물과 분산제가 습식 혼합된 시드 용액을 혼합하여 제2 슬러리를 제조하는 과정;을 포함하는 압전 세라믹 소결체의 제조 방법.
The method of claim 8,
The process for preparing the mixture comprises:
Preparing a first slurry by wet mixing a dispersant, a binder, and a plasticizer in the orientation material composition; And
And mixing the seed composition and the dispersant in a wet slurry to form a second slurry in the first slurry.
상기 제1 슬러리를 제조하는 과정은, 볼을 포함하는 밀링 공정에 의하여 수행되며,
상기 제2 슬러리를 제조하는 과정은, 볼을 포함하지 않는 밀링 공정에 의하여 수행되는 압전 세라믹 소결체의 제조 방법.
The method of claim 11,
The process for producing the first slurry is performed by a milling process including a ball,
Wherein the second slurry is produced by a milling process that does not include a ball.
상기 성형물을 제조하는 과정은, 테이프 캐스팅(Tape Casting)을 포함하는 후막 제작 공정에 의하여 수행되는 압전 세라믹 소결체의 제조 방법
The method of claim 8,
The process for producing the molded product may include a process for producing a piezoelectric ceramics sintered body performed by a thick film manufacturing process including tape casting
상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 높은 압전 세라믹 소결체의 제조 방법.
The method of claim 8,
Wherein the second temperature is higher than the first temperature.
상기 제1 온도는 300 내지 800℃의 범위를 가지며,
상기 제2 온도는 820 내지 950℃의 범위를 가지는 압전 세라믹 소결체의 제조 방법.
15. The method of claim 14,
The first temperature ranges from 300 to 800 < 0 > C,
And the second temperature is in a range of 820 to 950 ° C.
상기 압전 소자는 청구항 1 내지 청구항 4 및 청구항 7 중 어느 하나의 압전 세라믹 소결체로 형성되는 적어도 하나의 압전층을 포함하는 전자기기.
As an electronic device using a piezoelectric element,
Wherein the piezoelectric element includes at least one piezoelectric layer formed of a piezoelectric ceramics sintered body according to any one of claims 1 to 4 and claim 7.
상기 전자기기는,
압전 스피커, 압전 리시버, 액추에이터, 햅틱 소자 및 초음파 센서 중 어느 하나를 포함하는 전자기기.
18. The method of claim 16,
The electronic device includes:
An electronic device comprising any one of a piezoelectric speaker, a piezoelectric receiver, an actuator, a haptic element and an ultrasonic sensor.
상기 압전 소자는, 상기 압전층의 상부 및 하부에 형성되는 전극층을 더 포함하는 전자기기.
18. The method of claim 16,
Wherein the piezoelectric element further comprises an electrode layer formed on upper and lower portions of the piezoelectric layer.
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